(57)【要約】【課題】  光の遮りがなく、光の利用効率を高くし、双方向で信号を送ることができ、かつ、多波長の信号も送れるようにする。【解決手段】  発光素子３ａ，３ｂ，…から放射される送信光をほぼ全反射して光ファイバ１に結合させる複数の反射面８ａ，８ｂ，…と光ファイバ１から放射される受信光を受光素子６に導く空洞部９とを有する角錐台状ミラー４を送信光と受信光との分離用に用いることにより、ミラーによる光の遮りがなくなり、双方向光通信の光の利用効率を上げることができ、かつ、角錐台状ミラー４の複数の反射面８ａ，８ｂ，…を利用することで多波長の信号も送ることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信装置において、
複数の発光素子と、
受光素子と、
前記発光素子から放射される送信光をほぼ全反射して前記光ファイバに結合させる複数の反射面と前記光ファイバから放射される受信光を前記受光素子に導く空洞部とを有する角錐台状ミラーと、
を備えることを特徴とする双方向光通信装置。
【請求項２】
前記空洞部は、前記光ファイバの放射角より大きな角度で開口している、
ことを特徴とする請求項１記載の双方向光通信装置。
【請求項３】
前記発光素子は、放射した送信光が前記角錐台状ミラーの対応する前記反射面でほぼ全反射されて前記光ファイバに入射するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の双方向光通信装置。
【請求項４】
前記角錐台状ミラーと前記発光素子とが同一層上に配置され、
前記受光素子が別の層上に配置されている、
ことを特徴とする請求項３記載の双方向光通信装置。
【請求項５】
前記角錐台状ミラーの前記空洞部に配置されて、前記光ファイバから放射される受信光を前記受光素子上に集光させるレンズを備える、
ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の双方向光通信装置。
【請求項６】
複数の前記発光素子は、各々波長が異なる送信光を放射する、
ことを特徴とする請求項１記載の双方向光通信装置。
【請求項７】
前記角錐台状ミラーと複数の前記発光素子とが同一層上に配置され、
別の層上に複数の前記受光素子が配置されている、
ことを特徴とする請求項６記載の双方向光通信装置。
【請求項８】
複数の前記受光素子の入射側前段に波長選択性を有する光学素子を備える、
ことを特徴とする請求項７記載の双方向光通信装置。
【請求項９】
前記角錐台状ミラーの前記空洞部に配置されて、前記光ファイバから放射される受信光を前記受光素子上に集光させるレンズと、
このレンズと複数の前記受光素子との間に配置されて波長選択性を有する光学素子と、
を備えることを特徴とする請求項７記載の双方向光通信装置。
【請求項１０】
前記レンズと前記光学素子とがホログラムにより一体に構成されている、ことを特徴とする請求項９記載の双方向光通信装置。
【請求項１１】
前記光ファイバと前記角錐台状ミラーとの位置関係を合わせるための位置合わせ構造を備える、ことを特徴とする請求項１ないし１０の何れか一記載の双方向光通信装置。
【請求項１２】
前記反射面が前記発光素子の放射する送信光の波長に対して高反射率を有する一方、前記角錐台状ミラー自身、レンズ、又は、波長選択性を有する光学素子は、何れも受信光の波長に対しては透過である、ことを特徴とする請求項１ないし１１の何れか一記載の双方向光通信装置。
【請求項１３】
角錐台状ミラーと発光素子とが配置される基板上に、これらの角錐台状ミラーと発光素子とを位置決めするためのマークを有する、ことを特徴とする請求項１ないし１２の何れか一記載の双方向光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信装置に関する。より具体的には、プラスチック光ファイバ等のマルチモード光ファイバを伝送媒体として、家庭内通信や電子デバイス内通信、電子デバイス間通信、電子機器装置内通信、電子機器間通信、ＬＡＮ（Local Area Network）等に使用することのできる双方向光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバを伝送媒体として信号光(送信光、受信光)の送受信を行う光通信装置においては、光ファイバと発光素子及び受光素子とを結合させる方法が数多く提案されている。このとき、送信と受信とを1本の光ファイバを用いて通信する双方向の方式が、送信と受信とを各々独立した１本ずつの光ファイバで行なうより光ファイバ敷設コストを考えると有利な場合があり、幾つかの方法が提案されている。
【０００３】
このような１本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信装置においては、送信光と受信光とを分離して光ファイバと結合させる方法が課題となっている。そこで、従来より提案されている方式としては、ホログラムやミラーやハーフミラーを用いたもの等がある。例えば、特許文献１によれば、ミラーを２つ用いる方式が提案されている。その内容は、発光素子から放射された送信光を第１ミラーにより光ファイバ端面方向に反射させて光ファイバと結合させる一方、光ファイバを伝搬してきた受信光は、曲面形状の第２ミラーにより反射させて受光素子上に集光させる、というものである。光ファイバはコア径が石英系の光ファイバに比べ２００μｍから１ｍｍと大きくできるプラスチック光ファイバ（以後、ＰＯＦという）を利用することを前提としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３５６６０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光通信装置は、年々その通信容量が上がっており、多波長を使って通信する多波長通信も一般的となっている。これは光ファイバの敷設コストがかかるため、１本当りの伝送容量を増やしてコストを抑えるメリットがある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている方式では、多波長化に対応することができず、１本の光ファイバでは1つの送受信信号しか送ることができない。また、ミラーの一部が光を遮るため、光利用効率が落ちてしまう不具合もある。
【０００７】
本発明の目的は、光の遮りがなく、光の利用効率を高くし、双方向で信号を送ることができ、かつ、多波長の信号も送ることができるようにすることである。
【０００８】
他の目的の一つは、当該装置の横方向の広がりを抑え、小型化を図ることである。
【０００９】
他の目的の一つは、小さな受光素子の使用を可能とし、通信速度の高速化を図ることである。
【００１０】
他の目的の一つは、装置全体の製造コストを抑えることである。
【００１１】
他の目的の一つは、実装に要する時間を短縮することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、１本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信装置において、複数の発光素子と、受光素子と、前記発光素子から放射される送信光をほぼ全反射して前記光ファイバに結合させる複数の反射面と前記光ファイバから放射される受信光を前記受光素子に導く空洞部とを有する角錐台状ミラーと、を備える。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の双方向光通信装置において、前記空洞部は、前記光ファイバの放射角より大きな角度で開口している。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の双方向光通信装置において、前記発光素子は、放射した送信光が前記角錐台状ミラーの対応する前記反射面でほぼ全反射されて前記光ファイバに入射するように配置されている。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の双方向光通信装置において、前記角錐台状ミラーと前記発光素子とが同一層上に配置され、前記受光素子が別の層上に配置されている。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の双方向光通信装置において、前記角錐台状ミラーの前記空洞部に配置されて、前記光ファイバから放射される受信光を前記受光素子上に集光させるレンズを備える。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の双方向光通信装置において、複数の前記発光素子は、各々波長が異なる送信光を放射する。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の双方向光通信装置において、前記角錐台状ミラーと複数の前記発光素子とが同一層上に配置され、別の層上に複数の前記受光素子が配置されている。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の双方向光通信装置において、複数の前記受光素子の入射側前段に波長選択性を有する光学素子を備える。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の双方向光通信装置において、前記角錐台状ミラーの前記空洞部に配置されて、前記光ファイバから放射される受信光を前記受光素子上に集光させるレンズと、このレンズと複数の前記受光素子との間に配置されて波長選択性を有する光学素子と、を備える。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の双方向光通信装置において、前記レンズと前記光学素子とがホログラムにより一体に構成されている。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一記載の双方向光通信装置において、前記光ファイバと前記角錐台状ミラーとの位置関係を合わせるための位置合わせ構造を備える。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし１１の何れか一記載の双方向光通信装置において、前記反射面が前記発光素子の放射する送信光の波長に対して高反射率を有する一方、前記角錐台状ミラー自身、レンズ、又は、波長選択性を有する光学素子は、何れも受信光の波長に対しては透過である。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１２の何れか一記載の双方向光通信装置において、角錐台状ミラーと発光素子とが配置される基板上に、これらの角錐台状ミラーと発光素子とを位置決めするためのマークを有する。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１ないし３記載の発明によれば、角錐台状ミラーを用いることにより、ミラーによる光の遮りがなくなり、双方向光通信の光の利用効率を上げることができ、かつ、角錐台状ミラーの複数の反射面を利用することで多波長の信号も送ることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、発光素子を配置させる層と受光素子を配置させる層とを独立した別の層としているので、当該装置の横方向の広がりを小さくすることができ、よって、装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、受信光をレンズで集光させて受光素子で受けることにより、小さな受光素子を用いることができ、よって、通信速度を高速化することができる。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、複数の反射面を有する角錐台状ミラーを用い、各反射面に対して各々波長が異なる送信光を放射する発光素子を配置させたので、１波長と同じ程度の大きさで波長多重通信が可能となり、かつ、双方向通信の光利用効率を上げることができる。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、複数の発光素子を配置させる層と複数の受光素子を配置させる層とを独立した別の層としたので、当該装置の横方向の広がりを小さくすることができ、よって、装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、波長選択性を有する光学素子を配置させたので、複数の受光素子の前段で波長を分割することができ、より光利用効率よく受信させることができる。
【００３１】
請求項９記載の発明は、波長選択性を有する光学素子とレンズとを組み合わせることにより、受光素子の大きさを小さくすることができ、高速な波長多重通信が可能となる。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、波長選択性を有する光学素子とレンズとをホログラムとして一体に構成したので、これらの部品を一つにまとめることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００３３】
請求項１１記載の発明は、位置決め構造を設けたことにより、簡単に光ファイバと角錐台状ミラーの位置合わせを行なうことができ、装置全体の製造コストを抑えることができる。
【００３４】
請求項１２記載の発明は、反射面を除いて基本的に透明な材料とすることにより、１つの基板に角錐台状ミラーやレンズ或いは波長選択性を有する光学素子を半導体作成プロセスを利用して一体に作製することが可能となり、高精度なものを大量に安価に提供することができる。
【００３５】
請求項１３記載の発明は、角錐台状ミラーと発光素子とに対して、その配置を示す位置決め用マークを予め基板に設けておくことにより、ミラーと発光素子との位置をマークに合わせることにより実際に発光素子を発光させなくても正確に合わせることができ、実装に要する時間を時間が短縮でき、高精度なものを安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。
【００３７】
［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の１本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信装置の構成の一部を示す断面図、図２はその一部の平面図である。本実施の形態の双方向光通信装置は、概略的には、１本の光ファイバ１と、この光ファイバ１の端部付近において基板２上に配置された複数個、例えば３個の発光素子３ａ，３ｂ，３ｃ及び角錐台状ミラー４と、別の基板５上に配置された受光素子６とにより構成されている。
【００３８】
光ファイバ１は、例えばＰＯＦ等のマルチモード光ファイバを用いる。ＰＯＦはコア１ａがＰＭＭＡ（PolymethyMethaAcrylate）やポリカーボネート等の光透過性に優れたプラスチックからなり、クラッド１ｂはコア１ａより屈折率の低いプラスチックで構成されているものを利用する。
【００３９】
発光素子３ａ，３ｂ，３ｃは電気信号を光信号に変換する端面発光型の半導体レーザであり、ＧａＡｌＡｓやＧａＩｎＡｌＰやＧａＩｎＮＡｓ等を材料とするものであり、各々異なる波長λ１，λ２，λ３のレーザ光を送信光として放射する。これらの発光素子３ａ，３ｂ，３ｃはサブマウント７ａ，７ｂ，７ｃ上に配置されている。こられのサブマウント７ａ，７ｂ，７ｃは半導体レーザ（発光素子３ａ，３ｂ，３ｃ）から発生する熱を逃がす働きをするもので、例えば窒化アルミ（ＡｌＮ），ＳｉＣ，Ｓｉなどが用いられている。
【００４０】
角錐台状ミラー４は、全体的には三角錐の頂点付近を取り落としたような形をしており、外面に送信光をほぼ全反射（基本的には、全反射させるが、必ずしも１００％全反射させる必要はないことを意味する）させて光ファイバ１に結合させる３つの反射面８ａ，８ｂ，８ｃを有するとともに、内部は光ファイバ１の放射角よりも大きな穴による空洞部９として構成されている。このような角錐台状ミラー４の各反射面８ａ，８ｂ，８ｃは、図３（a）に示すように平面ミラーであっても図３（ｂ）に示すように凹面ミラーになっていても構わない。何れにしても、このような角錐台状ミラー４は、ガラスを成形した後の表面にアルミニウムなどを蒸着させて反射面８ａ，８ｂ，８ｃを形成したものや、直接アルミニウム材を切削することで反射面８ａ，８ｂ，８ｃと空洞部９とを有する角錐台状ミラー４を作製するようにしてもよい。
【００４１】
また、基板２上には予め角錐台状ミラー４と発光素子３ａ，３ｂ，３ｃとの位置関係を正確にするための位置決めマーク１０，１１がある。従って、角錐台状ミラー４は位置決めマーク１０に従って基板２上に配置させればよい。また、発光素子３ａ，３ｂ，３ｃは位置決めマーク１１に従って基板２上に配置させることで、各々対応する反射面８ａ，８ｂ，８ｃに正対し、各々の発光素子３ａ，３ｂ，３ｃから放射された送信光を対応する反射面８ａ，８ｂ，８ｃで全反射させて光ファイバ１に入射させるように位置決めされる。
【００４２】
受光素子６は受光した変調光（受信光）の強弱を電気信号に変換し、発光素子３の波長域で感度の高いフォトダイオード、例えば、シリコンを材料とするＰＩＮフォトダイオードや、アバランシェフォトダイオード等が使用されている。
【００４３】
発光素子３ａ，３ｂ，３ｃ、受光素子６を搭載する基板２，５としては、例えばＳｉ基板が用いられている。このとき、基板２において角錐台状ミラー４の部分は光を透過するように開口２ａを形成しておく。２つの基板２，５は、スペーサ（図示せず）により間隔を持って接着されている。従って、本実施の形態では、角錐台状ミラー４と発光素子３ａ，３ｂ，３ｃとが基板２にて同一層上に配置され、受光素子６が基板５にて別の層上に配置された２層構造とされている。
【００４４】
なお、発光素子３ａ，３ｂ，３ｃからの送信光は光の損失の点から光ファイバ１の開口数ＮＡよりも小さな入射角で光ファイバ１に入射しなくてはならず、大きい場合は、発光素子３ａ，３ｂ，３ｃから出射後レンズなどで光を絞って光ファイバ１の開口数ＮＡよりも小さな入射角で入射するようにすればよい。また、発光素子３ａ，３ｂ，３ｃは端面発光型でなく、面発光型でも構わないが、上述の光ファイバ１の開口数ＮＡよりも小さな入射角になるような配置をとる。
【００４５】
このような構成において、送受信動作について説明する。まず、伝送しようとする情報は電気信号として発光素子３ａ，３ｂ又は３ｃを駆動する電子回路（図示せず）に入力する。この電子回路からの駆動電流が発光素子３ａ，３ｂ又は３ｃに入力されると、信号に合わせて変調された光となって発光素子３ａ，３ｂ又は３ｃがレーザ光を送信光として放射する。放射された光は、角錐台状ミラー４外面の対応する反射面８ａ，８ｂ又は８ｃでほぼ全反射されて、光ファイバ１に入射する。入射した光は光ファイバ１のコア１ａ中を伝播して、通信したい先へ届く。
【００４６】
一方、相手先から出射され光ファイバ１を伝播してきた光は、光ファイバ１端で光ファイバ１の開口数ＮＡに応じた発散角で出射される。この光は角錐台状ミラー４の空洞部９を通って、受光素子６へ入射する。受光素子６は入射した変調された光信号（受信光）に従って電気信号に変換し、増幅回路（図示せず）へ入力され増幅されて、処理回路へ入力する。
【００４７】
このようにして双方向の光通信が行われる。このとき、光ファイバ１中を２つの光が同時に通っても光信号は影響されることなく伝播する。
【００４８】
本実施の形態によれば、送信光と受信光との分離用に角錐台状ミラー４を用いることにより、ミラーによる光の遮りがなくなり、双方向光通信の光の利用効率を上げることができ、かつ、角錐台状ミラー４の複数の反射面８ａ，８ｂ，８ｃを利用することで多波長の信号も送ることができる。この際、構造的には、発光素子３ａ，３ｂ，３ｃを配置させる層と受光素子６を配置させる層とを独立した別の層としているので、当該双方向光通信装置の横方向の広がりを小さくすることができ、よって、装置の小型化を図ることができる。また、複数の反射面８ａ，８ｂ，８ｃを有する角錐台状ミラー４を用い、各反射面８ａ，８ｂ，８ｃに対して各々波長が異なる送信光を放射する発光素子３ａ，３ｂ，３ｃを配置させたので、１波長と同じ程度の大きさで波長多重通信が可能となり、かつ、双方向通信の光利用効率を上げることができる。
【００４９】
また、角錐台状ミラー４と発光素子３ａ，３ｂ，３ｃとに対して、その配置を示す位置決め用マーク１０，１１を予め基板２に設けておくことにより、角錐台状ミラー４と発光素子３ａ，３ｂ，３ｃとの位置を位置決め用マーク１０，１１に合わせることにより実際に発光素子３ａ，３ｂ，３ｃを発光させなくても正確に合わせることができ、実装に要する時間を時間が短縮でき、高精度なものを安価に提供することができる。
【００５０】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態を図４ないし図６に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の実施の形態でも同様とする）。図４は、本実施の形態の１本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信装置の構成の一部を示す断面図、図５はその一部の平面図、図６は回折格子と受光素子との配置関係を示す平面図である。
【００５１】
本実施の形態の双方向光通信装置も、例えば３つの波長（λ1，λ２，λ３）の波長多重通信の実施の形態となっている。なお、これらの３つの波長間隔は、数ｎｍから数１０ｎｍ程度の間隔である。
【００５２】
基本的には、前述の第一の実施の形態の構成に準ずるが、本実施の形態では、基板５上に３つの波長（λ1，λ２，λ３）に各々対応させた個別の受光素子６ａ，６ｂ，６ｃが設けられている。また、角錐台状ミラー４の空洞部９の頂部には、光ファイバ１側から放射される受信光を受光素子６上に集光させるためのレンズ２１が配置されている。さらに、このレンズ２１と受光素子６ａ，６ｂ，６ｃとの間には、３つの波長（λ1，λ２，λ３）を分離して各々対応する受光素子６ａ，６ｂ，６ｃ上に結像させる回折格子（波長選択性を有する光学素子）２２が配置されている。この回折格子２２は、回折角が大きくなるようにそのピッチ間隔は小さいものとされている。受光素子６ａ，６ｂ，６ｃは、図６に示すように直線上において回折格子２２の分離角に応じた位置に分離配置されている。
【００５３】
このような構成において、送受信動作について説明する。まず、伝送しようとする情報は電気信号として発光素子３ａ，３ｂ又は３ｃを駆動する電子回路（図示せず）に入力する。この電子回路からの駆動電流が発光素子３ａ，３ｂ又は３ｃに入力されると、信号に合わせて変調された光となって発光素子３ａ，３ｂ又は３ｃが光を出射する。出射された送信光は、角錐台状ミラー４の対応する反射面８ａ，８ｂ又は８ｃでほぼ全反射されて、光ファイバ１に入射する。入射した光は光ファイバ１のコア１ａ中を伝播して、通信したい先へ届く。これを３つの波長（λ1，λ２，λ３）に対して行う。
【００５４】
一方、相手先から出射され光ファイバ１を伝播してきた３つの波長の光λ1，λ２，λ３は、光ファイバ１端で光ファイバ１の開口数ＮＡに応じた発散角で出射される。これらの光は角錐台状ミラー４の空洞部９の上部にあるレンズ２１で集光する光となって空洞部９を通って、回折格子２２へ入射する。回折格子２２では波長によって回折角が異なるため、ここで波長毎に分離されて受光素子６ａ，６ｂ又は６ｃへ入射する。受光素子６ａ，６ｂ又は６ｃは入射した変調された光信号（受信光）に従って電気信号に変換し、増幅回路（図示せず）へ入力され増幅されて、処理回路へ入力する。
【００５５】
このようにして双方向の波長多重光通信を行う。多重数は発光素子３の配置できる数や回折格子２２の分離性能で決まる。
【００５６】
よって、本実施の形態によれば、第一の実施の形態の効果に加えて、受信光をレンズ２１で集光させて受光素子６ａ，６ｂ，６ｃで受けることにより、小さな受光素子６ａ，６ｂ，６ｃを用いることができ、よって、通信速度を高速化することができる。また、複数の発光素子３ａ，３ｂ，３ｃを配置させる層と複数の受光素子６ａ，６ｂ，６ｃを配置させる層とを独立した別の層としたので、当該双方向光通信装置の横方向の広がりを小さくすることができ、よって、装置の小型化を図ることができる。また、回折格子２２を配置させたので、複数の受光素子６ａ，６ｂ，６ｃの前段で波長を分割することができ、より光利用効率よく受信させることができる。加えて、回折格子２２とレンズ２１とを組み合わせることにより、受光素子６ａ，６ｂ，６ｃの大きさを小さくすることができ、高速な波長多重通信が可能となる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、角錐台状ミラー４として三角錐台を示し３波長（λ1，λ２，λ３）に対する例を示したが、図７のように四角錐台にして４波長（λ1，λ２，λ３，λ４）に対応したり、図８のように６波長（λ1，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６）に対応したりすることもできる。これ以外にも様々な多波長に対応できる。
【００５８】
［第三の実施の形態］
本発明の第三の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態では、前述した第一又は第二の実施の形態の構成例に関して、光ファイバ１の位置合わせ構造に関する。ここでは、第一の実施の形態例についての適用例を示すものとする。
【００５９】
本実施の形態では、発光素子３ａ，３ｂ，３ｃや角錐台状ミラー４が搭載された基板２に対して、光ファイバ１を正確な位置に配置するための位置決め用スペーサ３１が基板２と光ファイバ１との間に配置されている。図９に示す例は、高さ方向に位置決め用スペーサ３１を配置した例であるが、横方向配置の場合であれば図１０に示すように配置させればよい。
【００６０】
ここに、位置決め用スペーサ３１は、樹脂或いは金属或いはガラスの成形や切削により作製されたもの、或いは、Ｓｉ基板を用いて半導体作製プロセスを使って作製されたものである。また、位置決め用スペーサ３１には光ファイバ１の位置を決めるための貫通穴３２が設けられている。また、基板２との位置を決めるための位置決めマーク３３が設けられている。位置決めマーク３４は基板２にも設けられている。これらの位置決めマーク３３，３４を基に互いの位置を合わせるので、合わせやすいマークとする。具体的には、半導体作製プロセスなどで使用されるマークを用いればよい。また、金属のような不透明な材質の場合には、位置決め用スペーサ３１自身の外形と基板２上の位置決めマーク３４を合わせればよい。合わせる際には、アライナーなど専用装置を利用することに高精度に位置を合わせることができる。Ｓｉ基板を利用した場合には、赤外光を透過するので、赤外光を利用して位置合わせをすることもできる。位置合わせをした後は固定する。固定には接着剤などを用いる。
【００６１】
光ファイバ１は位置合わせ用スペーサ３１の貫通穴３２に光ファイバ１の外形を合わせて位置出しを行う。位置出しした後は接着剤などで固定する。
【００６２】
本実施の形態によれば、位置決め構造を設けたことにより、簡単に光ファイバ１と角錐台状ミラー４との位置合わせを行なうことができ、装置全体の製造コストを抑えることができる。
【００６３】
［第四の実施の形態］
本発明の第四の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態の双方向光通信装置は、発光素子３の波長が１．３μｍ以上の場合であって、第二の実施の形態に準ずる構成例への適用例を示す。
【００６４】
本実施の形態では、角錐台状ミラー４の空洞部９の頂部には、前述したレンズ２１と回折格子２２との機能を併有する一体構造のホログラム４１が設けられている。即ち、このホログラム４１は、波長によって回折角を変える回折格子の機能だけなく、レンズ作用も有するものである。また、角錐台状ミラー４とホログラム４１とは基板２を構成するＳｉでできている。ただし、角錐台状ミラー４の反射面８ａ，８ｂ，８ｃには反射膜（例えば、アルミニウム）が蒸着されている。Ｓｉ基板２上にはサブマウント７ａ，７ｂ，７ｃを介して発光素子３ａ，３ｂ，３ｃが搭載配置されている。発光素子３ａ，３ｂ，３ｃの発光波長は１．３μｍ以上で、この波長域ではＳｉ材料は透過する。従って、光は角錐台状ミラー４表面では反射面８ａ，８ｂ，８ｃで反射し、ホログラム４１の部分では透過・回折する。
【００６５】
このようなＳｉ基板２上に角錐台状ミラー４を作製するには、フォトリソグラフィとエッチングによる半導体プロセスを利用すればよい。つまり、感光性材料を角錐台の形状にパターニングしてそのまま形状をドライエッチングして転写したり、ウエットエッチングによるＳｉの異方性を利用して作製したりする。ホログラム４１も同様に、感光性材料をパターニングしてそのまま形状をエッチングで転写したり、感光性材料のパターニングに金属膜を蒸着し感光性材料除去後に金属膜をマスクにしてエッチングする（リフトオフ）ことにより作製することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、ホログラム４１に集光作用（レンズ機能）を持たせたが、集光作用は別のレンズに持たせ回折格子機能のみを有するホログラムとする構成でもよい。この場合は、角錐台状ミラー４の上部に凸形状のＳｉレンズを作製し、基板２の裏面側に回折格子を作製する構成とすればよい。
【００６７】
本実施の形態によれば、波長選択性を有する光学素子とレンズとをホログラム４１として一体に構成したので、これらの部品を一つにまとめることができ、装置の小型化を図ることができる。また、反射面８ａ，８ｂ，８ｃを除いて基本的に使用波長に対して透明な材料とすることにより、１つの基板２に角錐台状ミラー４やレンズ或いは波長選択性を有する光学素子は半導体作成プロセスを利用して一体に作製することが可能となり、高精度なものを大量に安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第一の実施の形態の双方向光通信装置の構成の一部を示す断面図である。
【図２】その一部の平面図である。
【図３】角錐台状ミラーの各反射面の形状例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態の双方向光通信装置の構成の一部を示す断面図である。
【図５】その一部の平面図である。
【図６】回折格子と受光素子との配置関係を示す平面図である。
【図７】角錐台状ミラーの変形例を示す平面図である。
【図８】角錐台状ミラーの別の変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の第三の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図１０】その変形例を示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の第四の実施の形態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１      光ファイバ
２      基板
３      発光素子
４      角錐台状ミラー
６      受光素子
８      反射面
９      空洞部
１０，１１      マーク
２１      レンズ
２２      光学素子
３１      位置合わせ構造
４１      ホログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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